家用中央空调设计导则.docx
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家用中央空调设计导则
家庭中央空调设计导则
本导则是为住宅空调设计而编制，传统住宅空调为房间空调器（家用空调器）方式，随着时代的发展，家用空调器从窗式空调器发展到当今常用的分体式家用空调器，内机以壁挂式和柜式最为普遍，这样的空调方式，空调专业可不必过问，只要建筑专业留有必要的建筑构件，由住户或房产开发公司负责组织实施即可，为空调安装所需的建筑构件可详见建筑专业的具体设计导则。
由于我国经济飞速发展，人们对传统的家用空调方式已经深感不满，特别是2003年春天的SARS病毒侵入敲响了家用空调的警钟，强烈地要求由以温度为主的舒适性空调向健康空调发展由家用空调向中央空调发展，家用中央空调就是介于家用空调和中央空调之间的一种空调模式。
目前，家用中央空调有如下四种基本方式：
1、分体多联机空调系统。
2、水源热泵空调系统
3、风冷热泵冷热水机组加风机盘管空调系统。
4、分体式风管机空调系统。
为配合我院“住宅设计导则”的编制，加强设计质量管理，提高住宅设计质量，特编制本导则，望暖通专业设计同志在试行过程中不断积累经验资料，并反馈我总工办，以便今后进一步完善本导则，精益求精，更好地为用户服务。
在编制过程中征求周姜象，顾锡等同志的意见，并承蒙吴有筹高工的审阅，在此表示感谢。
家庭中央空调设计导则
1总则
1.0.1为保证家用（商用）中央空调设计的质量，使设计符合安全、适用、经济、卫生和保护环境的基本要求，制定本导则。
1.0.2本导则适用于江苏省和上海市的夏热冬冷地区的各类住宅建筑，以舒适性要求为主，制冷量在7~80KW的家庭中央空调的设计。
1.0.3空调设计时，除执行本导则外，尚应符合现行有关标准、规范的规定。
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2术语
2.0.1家用（商用）中央空调用于住宅建筑和一般公共建筑，制冷量在7-80KW范围内，带集中冷热源的舒适性空调系统。
2.0.2空调风系统空气经冷热、过滤等处理的送回风系统。
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3设计参数
3.1室外气象参数室外气象参数按《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ-19-872001版）附录表和《暖通空调气象资料集》采用。
3.2室内空气质量
3.2.1冬季空调室内空气计算参数应符合下列规定：
温度18~22℃
室内工作区风速<0.4m/s
新风换气次数1.0次/h
3.2.2夏季空调室内空气计算参数，应符合下列规定：
温度24~26℃
相对湿度<65%
室内工作区风速<0.5m/s
新风换气次数1.0次/h
3.2.3室内空气中可吸入颗粒物浓度应小于0.15mg/m3
3.2.4通风与空调系统产生的噪声传至主要房间的噪声级应小于46db（A）。
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4空调设计
4.1负荷计算
4.1.1在方案设计阶段，可采用单位建筑面积热指标法估算确定。
（1）冬季采暖负荷指标为：
单层住宅80~105W/m2
-------------------多层及高层住宅45~70W/m2
（2）夏季空调负荷指标为：
80~90W/m2在初步设计阶段，可采用分项简化计算，分项内容包括围护结构、人员、设备、灯光、食物和新风，其中围护结构负荷可按经验指标估算，也可按《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ134-2001）表5.0.5中的限值套用；在施工图设计阶段均应对空调房间或区域进行逐时冷负荷计算，并符合《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19-872001版）中5.2.13条规定。
4.1.2每个房间的空调末端设备选择时，必须考虑邻室不空调时的内隔断形成的负荷。
4.1.3在选择冷热源时，总冷热负荷不应包括内隔断形成的冷热负荷。
4.1.4在一般情况下，上海市和江苏省的夏热冬冷地区的住宅空调冷负荷均大于冬季热负荷。
因此，冬季热负荷可采用夏季冷负荷乘上经验系数而定，经验系数一般以0.5~0.7选取。
4.2系统设计4.2.1每个住户必须单独系统，独立计量，独立控制。
4.2.2家庭中央空调系统必须设有新风。
新风量为1次/h换气。
4.2.3有条件时，应优先采用变频或具有节能效果的变容量控制的空调系统，变频设备产生的高次谐波强度应符合国家有关标准的规定。
4.2.4采用分体多联机空调系统时应符合下列规定：
4.2.4.1同一系统中，需同时供冷和供热时，应选择带有热回收的多联机空调系统。
4.2.4.2制冷剂管道另件配置，系统控制设备的选择，系统施工安装及质量验收，均应符合厂家的技术要求。
4.2.4.3在有强裂振动的房屋和有地震地区的住宅不宜采用分体多联机空调系统，当采用多联机空调系统时，必须将系统安装牢固和采取可靠的防振措施。
当制冷剂管道穿变形缝时必须设伸缩装置。
4.2.4.4设计多联机空调系统时应遵循我院编制的暖通设计统一技术要求《一拖多空调系统设计》（2002年总工办）的规定。
4.2.4.5当制冷剂采用R410A时，其管壁厚度应按产品要求，适当加厚。
4.2.4.6新风系统宜采用铝合金的显热回收的新风换气机。
4.2.5采用水源热泵空调系统时应符合以下规定。
4.2.5.1适用于大中型住宅小区，高层公寓和大型别墅区。
4.2.5.1.1选择机组时应对设计状况（包括干湿球温度和进出水温度）的制冷量和制热量进行修正。
4.2.5.1.2根据冷负荷和冷却水温差（5℃）计算确定水源热泵系统的循环水量，并考虑同时使用系数，同时使用系数一般可按下列情况选取：
1、系统循环水量小于13l/s时，同时使用系数取0.92、系统循环水量为13~19l/s时，同时使用系数取0.853、系统循环水量大于19l/s时，同时使用系数取0.65~0.74.2.5.2水源的水温应在13~35℃之间，水量应满足空调负荷的需要。
水质应符合生活杂用水水质标准。
4.2.5.3当采用地下水时，必须遵循当地政府允许，并要注意回灌，保护地下水水质不被污染。
4.2.5.4当采用江河湖海之水时，必须对水质进行处理，保证空调系统及设备的运行安全。
4.2.5.5水源热泵机组应加强防振，隔声处理，对于隔声要求较高的房间应选用分体式水源热泵机组。
以符合《民用建筑隔声设计规范》（GBJ118-88）的有关规定。
4.2.5.6新风系统宜采用铝合金显热回收新风换气机。
4.2.5.7对于水环式水源热泵系统的冷却塔宜选用闭式冷却塔或开式冷却塔加板式热交换器和水过滤器。
4.2.5.8系统辅助加热设备宜优先使用太阳能热水器和城市热网供热，冷却塔应选用阻燃型冷却塔，冷却塔应布置在通风良好的地方，远离烟囱，避免飘水和噪声污染环境。
当太阳能加热不够时，宜采用锅炉加热或电加热，并配有适当的自动控制，当水温≤14℃时，即启动电加热或锅炉加热，以节约运行开支。
4.2.5.9循环水泵选择应根据系统水力计算决定，对于大中型系统应设备用泵，小系统可以不设备用泵。
4.2.5.10水管系统宜按同程设置，当采用异程系统时，各支管路应设流量平衡阀。
干管水流速宜≤1.2m/s，支管水流速宜为0.6m/s左右。
水管系统应有≥0.3%的坡度。
最高处设排气最低处设泄水装置，室内水管不做保温。
封闭水系统应设膨胀水箱。
4.2.5.11当室内需设风管时，风管宜选用覆面为铝箔的复合玻纤风管，管内风速2~4m/s为宜，送回风口风速宜控制在0.8~1.6m/s
4.2.6采用风冷热泵冷热水机组和风机盘管空调系统时，应符合下列规定。
4.2.6.1风冷热泵的制冷效率应大于2.8。
4.2.6.2风冷热泵机组必须振动小，噪音低，并要注意减振和隔声，尽可能远离卧室。
4.2.6.3风冷热泵机组宜自带水泵。
4.2.6.4风冷热泵机组应设在通风良好的场所，当设在室内或阳台时，排风口应增设弯管罩，以使排风和进风不致短路，并要求产品能有50Pa~100Pa的排风余压。
4.2.6.5风冷热泵的供电宜用220V，50HZ。
4.2.6.6室内机选择要密切配合装饰工程，并满足室内合理的气流组织，避免强烈的吹风感，并要注意选择低噪声的风机盘管。
当选用带风管的风机盘管时，应注意室内净空的要求并满足室内良好的气流组织，风管内风速2~4m/s为宜，风管宜采用覆面为铝箔玻纤复合风管，送风口风速控制在0.8~1.6m/s之间。
4.2.6.7室内水管及凝水管必须保证不漏，不渗，不结露滴水，做好保温，保温材料宜用橡塑泡沫塑料（难燃B1级），管道穿墙穿楼板必须按施工验收规范进行施工。
4.2.6.8新风系统宜选用铝合金显热回收新风换气机。
4.2.7采用分体式风管机空调系统时，应符合下列规定：
4.2.7.1要选用低噪声空调设备，并注意做好防振隔声，消音措施。
4.2.7.2在建筑净空允许的条件下，宜设双风道系统，当净空不高，选用双风道有困难时，应注意回风畅通，尽可能按上送上回的通风方式布置。
4.2.7.3空调系统不宜太大，一个风管机管3~4房间较合适。
4.2.7.4风管采用复合玻纤风管为宜，风管内风送不宜太大，控制在2~4m/s为宜，风口风速控制在0.8~1.6m/s为宜。
>4m的高大厅室，顶送风口风速需验算射流状况。
4.2.7.5新风量应满足1~1.5次换气要求。
4.3空气处理与分布：
4.3.1空调系统的新风和回风应经过滤处理。
4.3.2室内空气分布宜采用上送上回方式，当采用侧送时，回风口宜布置在送风的同一侧下方。
人应处在气流的回流中，室内气流布置应均匀，避免死角。
4.3.3空调的夏季送风温差不宜大于10℃
4.3.4房间空调空气循环次数不宜小于5次/h。
4.3.5送风口风速应根据送风射程，送风方式、风口类型，安装高度，室内允许噪声和风速标准等因素确定。
对有消声要求的场所风速按下表选取：
表4.3.5风速选择表（m/s）
室内允许噪声DB（A）
主风管内风速
支风管风速
出风口风速（散流器后）
25~35
≤2
≤1.6
≤0.8
≤40
≤3
≤2.4
≤1.2
≤45
≤4
≤3.2
≤1.6
≤50
≤5
≤4
≤2
≤55
≤6
≤4.8
≤2.4
≤60
≤7
≤5.6
≤2.8
4.3.6回风口不应设在射流区或人员长期逗留地点，可采用集中回风或走道回风，但断面风速，不应大于0.5m/s。
表4.3.6回风口风速选择表
回风口位置
吸风速度m/s
房间上部
4~5
房间下部
不靠近人经常停留的地方
3~4
靠近人经常停留的地方
1.5~2.0
用于走廊回风时
1.0~1.5
5设备、管道与布置
5.1一般规定
5.1.1设备及管道材料的选择与布置应符合国家现行规范、标准、条例和当地地方标准的规定。
5.2设备材料选择
5.2.1优先选用环保、节能空调产品
5.2.2风管必须采用不燃材料制作。
当采用复合材料风管时，其覆面材料应为难燃B1级。
且对人体无害的材料。
5.2.3矩形风管的宽高比不宜大于4：
1。
5.2.4冷凝水管宜采用U-PVC塑料管。
5.3设备管道布置。
5.3.1家庭中央空调的外机必须放置在通风良好，安全可靠的地方，严禁采用钢支架和膨胀螺栓挂装在墙上。
5.3.2对靠近道路的建筑物安装的空调外机，其托板底面距地高度不得低于2.5m。
5.3.3室外机的出风口严禁朝向邻方的门窗，其安装位置距相邻方卧室门窗不得小于下列水平距离。
1、外机装机容量≤2KW的为3m。
2、外机装机容量≤5KW的为4m。
3、外机装机容量≤10KW的为5m。
4、外机装机容量≤30KW的为6m。
5.3.4外墙面上的空调冷凝水管应有组织排放。
5.3.5冷凝水水平管应>0.5%的顺坡。
5.3.6空调冷凝水管应采用间接排水方式。
当凝水盘处于机组负压区时，凝水口接管处必须设置存水弯。
6防腐与保温
6.1防腐
6.1.1所有非镀锌铁件，均须除锈后刷防锈漆二度，非保温件外表面刷调和色漆二度。
6.1.2管道支吊架处必须采用浸渍沥青防腐木垫。
6.2保温
6.2.1空调送风管，回风管、冷、热水供回水管，制冷剂管道、凝水管、膨胀水箱、储热（冷）水箱、热交换器、电加热器等的有冷、热损失或有结露可能的设备，材料和部件均需做绝热保温。
6.2.2非闭孔性保温材料外表面应设隔气层和保护层。
6.2.3保温管道的支架，穿墙或楼板时应防止“冷桥”。
6.2.4设备和管道的保温应以《设备及管道保冷设计导则》（GB/T15586）的防结露计算方法确定保温层厚度。
6.2.5保温材料应采用不燃和难燃材料。
6.2.6穿越防火墙，变形缝两侧各2m范围内的风管和风管型电加热器前后0.8m范围内的风管保温材料必须采用不燃材料。
6.2.7制冷剂管道的保温应按厂家的施工技术要求进行。
6.2.8对於水温为7~65℃的冷热水管道保温，其保温层厚度不应小于表6.2.8
表6.2.8空调冷热水管最小保温厚度表（mm）
管经DN
≤20
25~32
40~50
70
80
100~125
150
≥200
橡塑
保温
室内
27.5
30
32
35
35
38
38
41
室外
35
35
38
41
41
44
47
47
玻璃棉
绝热管壳
室内
30
30
40
40
45
45
45
50
室外
40
40
45
50
55
55
60
60
注：
1、仅适用于江苏和上海夏热冬冷地区，管内水温为7~65℃.
2、20℃时橡塑的导热系数入≤0.04（w/m.k），湿阻因子小于800
3、20℃时的离心玻璃棉管壳导热系数入≤0.042（w/m.k），密度为64kg/m3。
经复算，江苏的室外环境比上海的室外环境为好，计算出的保温厚度均小于上海市，故江苏可套用上海标准。
7监测与控制
7.1一般规定
7.1.1家庭中央空调系统应分户设独立监测与控制系统，自控内容应技术比较后确定，力求简化、准确、可靠。
7.1.2自动控制方式宜采用电动式，并辅以手动功能。
7.2检测与信号显示。
7.2.1在便于观察的地方，设置检测显示装置。
7.2.2显示参数如下：
1、室内空气温度，室外空气温度。
2、送、回风温度。
3、空调系统耗能独立计量时的即时计量、累计计量和峰谷时计量。
4、送回水温度。
5、风机、水泵、电加热器等设备运行状态显示。
7.2.3空调系统敏感元件和检测元件的装设的地点，应符合下列要求：
1、室内外空气温度：
应远离有热源影响的地点，要有代表性。
2、送回水温度应按制造厂规定安装。
7.3调节与控制。
7.3.1空调系统的调节方式，应按用户的控制精度要求进行选择。
7.3.2空调的集中控制系统应具有如下监控内容：
1、设备启仃控制系统及联锁控制。
2、设备运行状态监视及故障保护。
3、参数设定及显示。
4、执行元件的控制。
7.3.3设计时，对系统监控内容选用应根据使用要求，用户管理水平进行技术经济比较后确定。
7.3.4当采用变水量系统时，宜采用二通阀及变频水泵方式。
7.3.5位于冬季有冻结可能的地区的新风机空调机组，应对水盘管采取防冻保护措施。
7.3.6空调及通风设备宜采用独立的电源回路。
7.3.7风管电加热器应与送风机联锁，送风机应有延时关闭功能，并应设无风断电保护，电加热器的风管应接地。
7.3.8自动调节阀的选择应符合下列要求：
1、水两通阀，宜采用等百分比特性的。
2、水三通阀，宜采用抛物线特性或线性特性的。
3、调节阀的进出口压差应符合制造厂的有关规定，并应通过计算进行选择。
8消声和隔振
8.1.1消声设计应符合《民用建筑隔声设计规范》（GBJ118-88）和《城市区域环境噪声标准》（GB10070-88）等的有关规定。
8.1.2防振设计应符合《城市区域环境振动标准》（GB10070-88）的规定。
8.1.3选择设备和进行系统设计时，应采取下列降噪措施：
1、选择高效低噪设备。
2、风量风压选择必须首先通过计算，富裕量不宜过大。
3、风机宜采用直联式传动方式。
4、风机出风口和回风口的风管不宜急剧转弯和变径。
5、弯头三通处宜设导流片，尽可能少装或不装调节阀。
6、当达不到消声要求时，应装消声设备。
8.1.4风管内的风速宜按下表选用。
（见表4.3.5）
8.1.5空调机房设置应远离有较高隔振消声要求的房间当机房对该房间有影响时，必须采用隔声、隔振、消声、吸声等措施。
8.1.6消声器宜设在空调机房外，消声以后的风管不应再受高噪声污染，否则应采取隔声措施。
8.2消声和隔声
8.2.1空调设备的声功率级，宜采用实测数值。
8.2.2选择消声器时，应根据系统所需消声量，噪声频率特性和消声器的声学性能及空气动力特性等因素，宜采用阻抗复合型消声器。
8.2.3消声器宜布置在气流稳定的直管段上，必要时，也可在总管和支管上分别设置，以防止各房间互相串音。
8.2.4机房门窗应采用隔声门窗。
8.2.5管道穿墙处必须用弹性材料密实填充其缝隙。
8.2.6风管连接应避免突扩或突缩连接方式，三通不宜采用T字连接，支管与主管连接宜用45°顺气流方向连接，风口与风管连接应设置扩散管。
8.3隔振8.3.1风机、水泵、冷热源设备，空调末端装置以及风管水管的支吊架均应考虑隔振减振措施。
8.3.2当设备转速小于1500r/mm时，宜选用弹簧减振器，设备转速大于1500r/mm时宜采用橡胶减振器或隔振垫。
8.3.3选用隔振器时，应按隔振器厂家规定，经计算后确定，隔振器与基础之间宜加一层弹性隔振垫。
8.3.4有振动的设备与系统连接的风管、水管、宜采用软管连接。
并注意防火。
8.3.5管道的支吊架宜采用弹性支吊架
中央空调节能方案探讨
1.影啊空调系统能源消耗的关键因素随着国民经济的发展、人民生活水平的提高，空调应用日益广泛、普及，空调用电占总用电总量的比例在不断上升，空调能耗已占总能耗20％左右，因而空调节能意义巨大。
同时，在空调系统的设计及设备选型中均以最大负荷作为设计工况，市实际运行中空调负荷则随多种因素而变化，最小时甚至还不到设计负荷的10％，存在很大的能源浪费现象。
因此，空调系统如何适应在低负荷下高效节能运行及在系统设计中对设备进行节能选配就成为空调节能的关键。
2.系统的节能运行方案空调系统的节能主要可从以下几个方面考虑：
系统的选择、设备的选配及系统的运行管理。
2.1系统的选择首先，在空调系统设计之初选定空调方案（系统方式）时，即应将节能作为重要依据之一。
中央空调能耗一般包括三部分：
空调冷热源；空调机组及末端设备；水或空气输送系统。
这三部分能耗中，冷热源能耗约占总能耗的一半左右，是空调节能的主要内容。
2.1.1采用冰蓄能系统冰蓄冷技术是利用峰谷电价的差别将用电高峰时的空调负荷转移到电价较为便宜的夜间，从而节约运行费用。
对于传统的冰蓄能系统，主机所耗的总能量变化不大，因而可节约运行费用但不节能；如采用再冷式冰蓄能系统则因采用了新型的冰剥离法，而减少了剥离能耗，即可节约运行费用又可节能。
采用冰蓄能系统时，具体地有下面几种方案可供选择：
“全部蓄能系统”：
当电价在峰、谷时段里有差别时，可将全部负荷转移到廉价电费的时间里运行。
这种方式常用于改建工程，它可利用原有的冷水机组，只需加设蓄冷设备和有关的辅助装置；这种方式也适用于需要瞬时大量释冷的特殊建筑物，如体育馆建筑物等。
“部分蓄能系统”：
冷水机组连续运行，它在夜间用来制冷蓄能，在白天利用蓄存的制冷量为建筑物提供制冷。
将运行时数从14h扩展到24h，可以得到最低的平均负荷。
需电量费用大大地减少，而冷水机组的制冷能力也可减少50％～60％或者更多一些。
在新建的建筑中，这是最实用的、投资有效的负荷管理方案。
通过杭州市几个工程如：
建行杭州分行办公大楼、杭州市新景福百货大楼的实践表明该系统节能（经济指标）可在25％～35％之间。
2.1.2采用变风量系统，以减少空气输送系统的能耗全空气空调系统设计的基本要求，是要确定向被空调房间输送的、经过一定处理的空气数量，用以吸收室内的余热和余湿，从而维持室内所需要的温、湿度。
当室内余热值发生变化而又需要使室内温度保持不变时，可采用两种方法：
1.定风量：
将送风量L固定，而改变送风温度；
2.变风量：
将送风温度值固定，而改变进风量。
考虑到现代化楼宇的空凋要求，正从集中式控制向各个房间进行独立、个别控制的方面发展。
变风量空调（VAV）控制系统可以克服定风量系统的诸多缺点，它可以根据各个房间温度要求的不同进行独立温度控制，通过改变送风量的办法，来满足不同房间（或区域）对负荷变化的需要。
同时，采用变风量系统可以使空调系统输送的风量在建筑物中各个朝向的房间之间进行转移，解决一天中同-u,-t间各朝向房间的负荷并不都处于最大值的问题，从而减少系统的总设计风量。
这样，空调设备的容量也可以减小，既可节省设备费的投资，也进一步降低了系统的运行能耗。
有资料显示，采用变风量系统可节省能源达到30％，并可同时提高环境的舒适性。
该系统最适合应用于楼层空间大而且房间多的建筑。
尤其是办公楼，更能发挥其操作简单、舒适、节能的效果。
因此。
变风量系统在运行中是一种节能的空调系统。
2.1.3利用能量回收系统节能在室内外温差较大的情况下，可在系统中增设热回收系统，可得到较为明显的节能效果。
2.1.4根据国家能源政策、能耗指标和当地能源条件合理选择冷热源在制冷机组的选用中.根据“提高电力在终端能源消耗中的比重，降低煤炭在一次能源中的比重，有效利用石油和天然气资源”的国家能源政策，鼓励采用电制冷机组，限制采用燃煤锅炉的产品。
同时，可积极发展太阳能空凋与燃气空调（直燃机）、合理利用其他热源。
太阳能空调：
建立在太阳能热水器应用的基础上的太阳能空调，可充分利用夏天的太阳能，具有很好的经济性。
利用太阳能供冷与供热，不仅可以节省电力和常规能源，对环境保护尤其有重要意义。
燃气空调：
燃气空调具有削减夏季电力高峰、填补夏季燃气低谷的益处，1996已成为我国中央空凋市场的主导产品。
土壤热源的有效利用：
目前我国南方地区空调系统主要用空气源热泵作为冷热源，由于其“室外机”受环境空气季节性温度变化规律的制约，夏季供冷负荷越大时对应的冷凝温度越高，从而主机能耗增大。
与地面上环境空气相比，地下5rn以下全年土壤温度稳定且约等于年平均温度，可以分别在夏冬两季提供相对较低的冷凝温度和较高的蒸发温度。
所以从原理上讲，土壤是一种比环境空气更好的热泵系统的冷热源。
土壤热源热泵的主要优点有：
节能效果明显（可比空气源热泵系统节能约20％）；埋地换热器不需要除霜，减少了冬季除霜的能耗；由于土壤具有较好的蓄热性能，可与太阳能联用改善
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